高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线-人教版高三全册物理试题
实验九：描绘小灯泡伏安特性曲线
五. 数据处理
次数n 1 2 3 4 5 6
1.根据表格读取数据 电压U
电流I
2.作I－U图像:
(1).以I为纵轴，U为横轴， 选择适当标度
(2).根据数据描点，用平滑曲线 1
R
六. 本卷须知
1、本实验要作出I-U图线,要求测出一组包括零在内的电 压、电流值，应采用分压接法
三.实验器材
直流电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电压表、电流 表、导线等
测量电路
Rx
控制电路
0
四.实验电路 1.测量电路：
测量电路
Rx
小灯泡电阻较小
一般选择外接法
控制电路
0
2.控制电路：
因为要做I-U图像，要大范围获取数据，用分压法
0 ~U (1)分压接法特点：调压范围大
(2).滑动变阻的选择:一般选比待测电阻稍小的即:RX>R滑
2、因被测小灯泡电阻较小,与电流表内阻相近，应采用 外接法
3、开场时应使小灯泡的电压从0逐渐增大，注意电压不 要超过灯泡的额定电压
4、作I-U图时，选择适宜标度，尽量使测量数据画出的图 线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线
1、在“描绘小电珠的伏安特性曲线〞实验中，用导线a、b、c、d、
e、f、g和h按甲图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，
且电压表和电流表已调零．闭合开关后：
〔1〕假设不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但
g 电压表、电流表的示数总不能为零，那么可能是
导线断路．
〔2〕某同学测出电源和小电珠的U-I图线如乙图所示，将小电珠和
电Ω．阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0A，那么R0=.8
实验九：描绘小灯泡的伏安特性曲线
高考物理总复习 第七章 恒定电流 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线课件 新人教版
(1) 实 验 中 所 用 的 滑 动 变 阻 器 应 选 下 列 中 的 ________(填字母代号)。
A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω， 额定电流1 A) B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A) (2)实验的电路图应选用下列的图________(填字 母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实Ⅷ－4 所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻 为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W。
[解析] (1)图见答案。 (2)由图可知，量程为 0.6 A 的电流表的分 度值为 0.02 A，采用“半格估读法”，①的读 数为 0.10 A，②的读数为 0.24 A；量程为 3 V
的电压表的分度值为 0.1 V，应采用“110估读” 法，故③、④的读数分别为 2.00 V 与 0.27 V。 因小灯泡通过的电流随其两端电压的增大而 增大，故①与④、②与③分别对应，故由欧姆
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
课前预习·基础落实
【实验目的】 1．描绘小电珠的伏安特性曲线。 2．分析曲线的变化规律。 【实验原理】 1．描绘小电珠的伏安特性曲线 用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测 出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在I－U 坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些 点连结起来，就得到小电珠的伏安特性曲线。
0≤I≤RE
调节范围 大
都是为了 a 端 保护电路
元件
(2)分压和限流电路的选择原则
(3)两种接法的适用情况 ①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求 ，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电 流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过 待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式电 路。
导学教程高考物理总复习 第七章 恒定电流 实验八 描绘
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线1．有一个小电珠上标有“4 V 、2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的U －I 图线，有下列器材供选用：A ．电压表(0～5 V ，内阻10 kΩ)B ．电压表(0～10 V ，内阻20 kΩ)C ．电流表(0～0.3 A ，内阻1 Ω)D ．电流表(0～0.6 A ，内阻0.4 Ω)E ．滑动变阻器(5 Ω，10 A)F ．滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________。
(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________。
(用序号字母表示)(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。
图实Ⅷ－8解析 (1)因电珠的额定电压为4 V 。
为保证安全，选用的电压表量程应稍大于4V ，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故只能选用0～5 V 的电压表，故选A 。
由P ＝UI 得，电珠的额定电流I ＝P U＝0.5 A ，故应选择0～0.6 A 量程的电流表，故选D 。
(2)由题意可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E 。
(3)电珠内阻R ＝U 2P＝8 Ω，电压表内阻远大于电珠内阻，应采用电流表外接法，故电路图和实物连接图如图所示。
答案(1)A D (2)E (3)见解析2．图实Ⅷ－9中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U特性曲线的实验器材。
(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整。
图实Ⅷ－9(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________。
(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V0.400.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27 根据表中的实验数据，在图实Ⅷ－10中画出小灯泡的I－U特性曲线。
高考物理一轮总复习 第七章 恒定电流 第5讲 实验 描绘小电珠的伏安特性曲线课件(选修3-1)
(2)现有 10 Ω、20 Ω 和 50 Ω 的定值电阻，电路中的电阻 R1 应选________Ω 的定值电阻．
(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导 线，再拆除其他导线，最后整理好器材.
[解析] (1)探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，测 量小灯泡的电压 U 和电流 I 应从零开始，采用分压电路．
第 5 讲 实验：描绘的] 1．描绘小电珠的伏安特性曲线． 2.分析伏安特性曲线 的变化规律
[循图实验导学]
[答案] ①非线性 ②线性 ③滑动变阻器 ④电流表 ⑤电压表 ⑥直流电源 ⑦坐标纸 ⑧外接法 ⑨内接法 ⑩较小 ⑪RE＋RRx x～E ⑫较大 ⑬0～E ⑭电压需从零调 节 ⑮由于灯丝在开始灼热之前温度变化是显著的，即电阻 变化是显著的，所以在那个范围内应多取几组电流和电压的 读数．通常可间隔 0.1 V 或 0.2 V 取一组数据．将各电压表的 示数 U 及相应的电流表的示数 I 值记录到表格内，数据要尽 量多一些
(2)根据热功率 P＝UR2得小灯泡的电阻为 5 Ω，与 10 Ω 的 滑动变阻器并联后最大阻值为 3.33 Ω，只有串联 10 Ω 的定值 电阻，才能满足小灯泡电压 3 伏的要求．
(3)先拆电池两端的导线，再拆除其他导线，这样最安全．
[答案] (1) (2)10 (3)电池
2．(2015·南通一调)小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：
考点
互动探究
考点一 实验原理及故障分析
(2015·广东茂名一模)现要用伏安法描绘一只标 值为“2.5 V,0.6 W”小灯泡的 I－U 图线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～3 V，内阻 3 kΩ；0～15 V，内阻 10 kΩ) B．电流表(0～0.6 A，内阻 0.5 Ω；0～3 A，内阻 0.1 Ω) C．滑动变阻器(10 Ω，2 A) D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A) E．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)
高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 实验8 描绘小灯泡的伏安特性曲线
恒定电流
实验八 描绘小灯泡的伏安特性曲线
一、实验目的 1．描绘小灯泡的伏安特性曲线． 2．分析伏安特性曲线的变化规律． 二、实验器材
小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生低压直流 电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.
突破考点01 突破考点02
突破考点03 高考真题
突破考点01
③要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，则电压表 的量程应变为 4.0 V，电流表的量程应变为 0.7 A，因此将电压 表 V 与标准电阻 R2 串联改装成量程为 4.0 V 的电压表，将电流 表 A2 与标准电阻 R1 并联改装成量程为 0.6 A＋0.6×1 0.2A＝0.72 A 的电流表．故虚线框内实验电路如图所示．
可得 R1＝9.9 Ω.
(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导 线，再拆除其他导线，最后整理好器材．
谨记 实验操作中的注意事项 实验结束后，断开开关，应先拆除电池两端导线，以防止 电源短路.
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一 条直线，如图所示．请指出图象中不恰当的地方．
(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路 原理图，并标明所用器材的代号．
解析：(1)图象中电流在0～0.14 A之间，电流表选A2；电 源电压为6 V，但图象只要求电压在0～3 V之间调整，为了测 量准确，电压表选V1；由于绘制图象的需要，要求电压在0～ 3 V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了便 于调节电压，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1.
(2)该元件约几十欧，RV≫R，电压表的分流作用可以忽 略，所以采用电流表外接法．
答案：(1)A2 V1 R1 (2)如图所示
2013届高考物理一轮复习课件：7.4实验：描绘小电珠的伏安特性曲线(人教版选修3-1)
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第七章 恒定电流
【案例1】（2011·福建理综）某同学在探究规格为“6 V， 3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
（1）在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠 的电阻，则应将选择开关旋至挡进行测量.（填选项前的字母）
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第七章 恒定电流
2．实验误差分析 (1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带 来误差． (2)测量时读数带来误差． (3)在坐标纸上描点、作图时带来误差． 3．注意事项 (1)电路的连接方式 ①电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电 阻很小，与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很 大．
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第七章 恒定电流
Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P 应置于最______端；（填“左”或“右”）
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第七章 恒定电流
Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开 关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调 不到零，其原因是_____点至_____点的导线没有连接好； （图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中 请填写图甲中的数字，如“ 2 至 3 点”的导线）
【答案】 (1)A2 V1 R1 (2)如图所示 (3)相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通 过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系． 不同点：该元件的电阻随电压的增大而减小，而小电 珠的电阻值随电压的升高而增大．
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第七章 恒定电流
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滑动变阻器(R2)
2019版高考物理一轮复习 主题七 恒定电流 7-1-5 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线
K12课件
27
2．误差分析 (1)由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影 响会带来误差． (2)电流表、电压表的读数带来误差． (3)在坐标纸上描点、作图带来操作误差．
K12课件
28
[典例剖析] 由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而 变大．某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个 电阻器的伏安特性曲线．可供选择的实验器材有：
[答案] × 4．伏安特性曲线发生弯曲的原因是因为金属电阻率随温度 的升高发生变化( ) [答案] √
K12课件
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核心要点突破 H
精研教材 重难突破
K12课件
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要点一 实验原理与电路设计 [要点深化]
1．电流表外接法 本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须 采用电流表外接法． 2．滑动变阻器应采用分压式连接 本实验要作出 U－I 图象，要求测出一组包括零在内的电流、 电压值，故控制电路必须采用分压接法．
K12课件
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(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小 灯泡接到电动势为 1.5 V，内阻为 5 Ω 的电源两端，③小灯泡消 耗的功率是________W.
K12课件
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[审题指导] ①表示额定电压为 3 V，额定功率为 0.6 W，由 此可求额定电流和正常工作时小灯泡的电阻．
②表示滑动变阻器应接成分压式． ③求小灯泡消耗功率时，灯泡的伏安特性曲线与电源的 U－ I 图线的交点即为灯泡的工作电压和工作电流．
(2)该同学描绘出的 I－U 图象应是下图中的________．
K12课件
24
[解析] (1)用电压表 V1 和 R5 串联，可改装成量程为 U＝Urgg(rg ＋R5)＝33×(3＋1) V＝4 V 的电压表；用量程为 200 mA 的电流表 A1 与定值电阻 R4 并联可改装为量程为 I＝Ig＋IRgr4g＝0.2＋0.21×0 10 A＝0.4 A 的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接， 电路图见答案．
高考物理一轮复习 专题九 恒定电流 考点3 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线教案-人教版高三全册物理教
实验:描绘小电珠的伏安特性曲线考向1实验原理与数据处理1.[2015某某高考,22,10分]图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.(1)根据图1画出实验电路图.(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所示读数为:①、②、③、④.两组数据得到的电阻分别为和.考向2实验方法的拓展与迁移2.[2019某某4月选考,18,5分]小明想测额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电功率,设计了如图1所示的电路.图1图2(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图2所示,则电流为A,此时小灯泡的功率为W;(3)做完实验后,小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00 V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是.考法1 实验原理与方法1有一个额定电压为2.8 V、功率约为0.8 W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个小灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:A.电压表(0~3 V,内阻约6 kΩ)B.电压表(0~15 V,内阻约30 kΩ)C.电流表(0~3 A,内阻约0.1 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻约0.5 Ω)E.滑动变阻器(0~10 Ω,2 A)F.滑动变阻器(0~200 Ω,0.5 A)G.蓄电池(电动势3 V,内阻不计)(1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路,其他部分连接正确,接通电源后,小灯泡的发光情况是(填“亮”或“不亮”).要求小灯泡两端的电压从零开始增大,应选择图乙中的(填“a”或“b”)电路.(2)用正确的电路进行测量,电压表应选用,电流表应选用.(用序号字母表示)(3)滑动变阻器应选用(用序号字母表示).(4)通过实验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为Ω.(5)若将此小灯泡与电动势为6 V、内阻不计的电源相连,要使小灯泡正常发光,需串联一个阻值为Ω的电阻(结果保留3位有效数字).(1)由图甲可知,电压表串联在电路中,电路中的电阻很大,小灯泡不亮;要使小灯泡两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法,故电路图应选择b.(2)小灯泡的额定电压为2.8 V,故电压表的量程应略大于2.8 V,则电压表应选A;由P=UI得,额定电流I=UU =0.8W2.8V≈0.29 A,故电流表应选D.(3)本实验中滑动变阻器采用分压接法,为了方便调节,滑动变阻器选最大阻值较小的,故应选E.(4)由图丙可知,当电压为2.8 V时,电流为0.28 A,则电阻R=UU'=10 Ω.(5)要使小灯泡串联在6 V的电源上正常工作,则与它串联的电阻所分电压为6 V-2.8 V=3.2 V,串联的电阻R'=3.2V0.28A≈11.4 Ω.(1)不亮b(2)A D(3)E(4)10(5)11.4要点解读1.描绘小灯泡伏安特性曲线往往要求对小灯泡两端电压或通过它的电流调节X围尽量大,一般要求从零开始调节,因此,滑动变阻器往往采用分压接法.2.在分压接法中,为保证安全和方便操作,滑动变阻器往往选择总阻值较小的、额定电流较大的,因此本实验滑动变阻器选择E.1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需要测量一个规格为“2.5 V0.5 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流.现有如下器材:A.直流电源(电动势3.0 V,内阻不计)B.电流表(量程3 A,内阻约0.1 Ω)C.电流表(量程600 mA,内阻约2 Ω)D.电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ)E.电压表(量程15 V,内阻约15 kΩ)F.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流1 A)G.开关S及导线若干(1)实验中,电流表应选择;电压表应选择.(填所选器材前的字母)(2)为了尽可能地减小实验误差,请根据正确选择的器材设计电路并在虚线框中画出该电路图.(3)在正确操作的情况下,某同学根据实验所得的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线如图所示.实验中,若把该小灯泡和一个阻值为9 Ω的定值电阻串联在电动势为3 V、内阻为1 Ω的直流电源上,则小灯泡此时的电阻为Ω.(结果保留2位有效数字)考法2 实验数据处理与误差分析2小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,将实验数据记录在下表中:(1)实验室有两种滑动变阻器供选择:A.滑动变阻器(阻值X围0~10 Ω、额定电流3 A)B.滑动变阻器(阻值X围0~2 000 Ω、额定电流1 A)实验中选择的滑动变阻器是.(填写字母序号)(2)在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最(填“左”或“右”)端.(4)利用表中数据,在图乙中画出小灯泡的U-I图线.(5)他们在U-I图象上找到小灯泡工作电压为2.00 V时的坐标点,计算此状态小灯泡的电阻值时,小明提出用图象上该点曲线斜率表示小灯泡的阻值;小华提出该点与坐标原点连线的斜率表示小灯泡的阻值.你认为(填“小华”或“小明”)的方法正确.图(a)(1)灯泡的电阻在几欧左右,为了便于测量,滑动变阻器选择0~10 Ω的,即选A.(2)由于灯泡的电压和电流从零开始测起,故滑动变阻器采用分压式接法;电流表采用外接法.实物连线图如图(a)所示.(3)为了保护测量电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最左端.(4)小灯泡的U-I图线如图(b)所示.图(b)(5)根据欧姆定律知,R=U,电阻的大小为该点与坐标原点连线的斜率,故小华的方法正确.U(1)A(2)如图(a)所示(3)左(4)如图(b)所示(5)小华2. 要描绘某电学元件(最大电流不超过6 mA,最大电压不超过7 V)的伏安特性曲线,设计如图1所示的电路图.图1中定值电阻R为1 kΩ,用于限流;电流表量程为0~10 mA,内阻约为5 Ω;电压表(未画出)量程为0~10 V,内阻约为10 kΩ;电源电动势E为12 V,内阻不计.图1(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:①阻值0~200 Ω,额定电流0.3 A②阻值0~20 Ω,额定电流0.5 A本实验应选用的滑动变阻器是(填“①” 或“②”).(2)正确接线后,测得数据如表所示:①根据以上数据可知,电压表是并联在M与之间的(填“O”或“P”).②根据以上数据,在图2中画出该元件的伏安特性曲线.图2图3(3)在图3中画出待测元件两端的电压U MO随MN间电压U MN变化的示意图(无需数值).考法3 伏安特性曲线的迁移与应用3[2017全国Ⅰ,23,10分]某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势 5 V,内阻不计);开关S;导线若干.(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的X围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”).(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化X围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W.(结果均保留2位小数)图1(1)要实现在0~3.8 V的X围内对小灯泡的电压进行测量,则滑动变阻器需要设计成分压接法;电压表应与固定电阻R0串联,将量程改为4 V.由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω,所以需将电流表外接.则电路图如图1所示.可知,灯丝的(2)由小灯泡伏安特性曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻增大.根据R=ρUU电阻率增大.(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时,流过小灯泡的电流最小,小灯泡的实际功率最小,把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分,在图(a)中画出等效电源E'0(电动势4 V,内阻1.00 Ω+9.0 Ω=10 Ω)的伏安特性曲线,函数表达式为U=4-10I (V),图线如图2中Ⅰ所示,故小灯泡的最小功率为P min=U1I1=1.75×0.225 W≈0.39 W.当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时,流过小灯泡的电流最大,小灯泡的实际功率最大,在图(a)中画出电源E0(电动势 4 V,内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线,函数表达式为U=4-I (V),图线如图2中Ⅱ所示,故小灯泡的最大功率为P max=U2I2=3.68×0.318 W≈1.17 W.图2(1)如图1所示(2)增大增大(3)0.39 1.173.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h 按图甲所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.(1)闭合开关后,不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是导线断路.(2)某同学排除故障后测出电源和小电珠的U-I图线如图乙所示.电源的电动势E=V;小电珠的电阻随温度的上升而.(3)将与上面相同的两个小电珠并联后接到上面电源上,每一个小电珠的实际电功率是W.(保留2位小数)考点3实验:描绘小电珠的伏安特性曲线1.(1)如图所示(2)①0.10 A ②0.24 A ③2.00 V④0.27 V(0.26~0.28 V均可) 8.3 Ω(8.2~8.4 Ω均可) 2.7 Ω(2.6~2.8 Ω均可)解析:(1)根据实物图,可知滑动变阻器起分压作用,电压表测量小灯泡两端的电压,电流表外接,故画出的电路图如图所示.(2)电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V,因此①的读数为0.10 A,②的读数为0.24 A,③的读数为 2.00 V,④的读数为0.27 V.两组数据得到的电阻R1=U1U1=2.000.24Ω=8.3 Ω,R2=U2U2=0.270.10Ω=2.7 Ω.2.(1)1点至4点(2)0.300.75(3)C解析:(1)根据题意可知,1点至4点的导线没有连接好,使得滑动变阻器的分压接法变为限流接法.(2)根据读数规则,可知电流表的读数为0.30 A,此时小灯泡的功率P=UI=0.75 W.(3)电压较小时,灯丝温度不高,故阻值比电压较大时的阻值要小,根据I=UU可知,C可能正确.压为1.00 V 时,灯丝温度较低,阻值较电压为2.5 V 时的要小,只有C 满足题意.1.(1)C D(2)如图甲所示(3)1.5图甲解析:(1)因小灯泡的额定电压为2.5 V,额定电流为0.5 A ,则为保证实验的安全和准确,电压表应选择D ,电流表应选择C .(2)本实验要求通过小灯泡的电流由零开始逐渐增大,故滑动变阻器采用分压式接法,因小灯泡正常发光时电阻为R L =2.50.5 Ω=5 Ω,与电流表的内阻相差不大,故电流表采用外接法,电路图如图甲所示.(3)如图乙所示,在小灯泡的伏安特性曲线中,作出等效电源(电动势3 V,内阻10 Ω)的I-U 图线,由图可知两图线的交点坐标为(0.4 V,0.26 A),则小灯泡此时的电阻为R 'L =0.4 V 0.26 A =1.5 Ω.图乙2.(1)①(2)①P ②如图甲所示(3)如图乙所示解析:(1)选择分压滑动变阻器时,要尽量选择阻值较小的,测量时电压表、电流表的示数变化明显,但还要保证仪器的安全.电源电动势E=12 V,I=U U =12V20Ω=0.6 A >0.5 A,可排除②中的滑动变阻器,故选①.(2)①电学元件的电阻约为7V 6mA =1 167 Ω,由R x >√U A U V 可知应采用电流表内接法,电压表应并联在M 与P 之间.②该元件的伏安特性曲线如图甲所示.图甲图乙(3)由表中数据可知,当U MO≤6 V时,电流表所在支路处于断路状态,电压表与R串联,且有U MN,所以U MO-U MN图象为一条倾斜直线;当U MO>6 V时,U MO趋于稳定.如图乙所示.U MO≈10113.(1)g (2)3.0增大(3)0.99(在0.95~1.05之间也可)解析:(1)不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,连成了限流接法,故可能是g导线断路.(2)电源的U-I图线纵轴截距等于电源的电动势,则由题图乙知,电源的电动势E=3.0 V.,由数学知识分析可知,R等于小电珠U-I图线上根据欧姆定律可得小电珠的电阻R=U UU U的点与原点连线的斜率,则小电珠的电阻随温度的上升而增大.(3)电源的内阻等于电源的U-I图线的斜率的绝对值,则内阻r=1 Ω,两个小电珠并联后,接到该电源上,设每个小电珠两端的电压为U,电流为I,由闭合电路欧姆定律得E=U+2Ir,则U=E-2rI,代入E=3.0 V、r=1 Ω,作出电源的U-I图线如图所示,与原小电珠的U-I图线的交点的纵、横坐标分别为U'=1.1 V、I'=0.9 A,则一个小电珠的实际电功率为P=U'I'=0.99 W.。
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实验九绘小电珠的伏安特性曲线突破点(一) 实验原理与电路设计[典例1] 要描绘一个标有“3 V0.6 W〞小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作。
已选用的器材有：电池组(电动势4.5 V，内阻约1 Ω)；电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；开关一个，导线假设干。
(1)实验中所用的滑动变阻器应选如下中的________(填仪器前的字母)。
A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A)B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)(2)实验的电路图应选用如下的图________。
(3)根据你所选择的电路图分析，在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到最________(填“左〞或“右〞)端；闭合开关，移动滑片，使电表的示数逐渐________(填“增大〞或“减小〞)。
依次记录电流与相应的电压。
[答案] (1)A (2)B (3)左增大[由题引知·要点谨记]1．某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“2.5 V0.5 A〞；电流表G1，满偏电流为1 mA，内阻为30 Ω；电流表G2，满偏电流为10 mA，内阻为30 Ω；电压表V，量程3 V，内阻为9 kΩ；标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值0.05 Ω；滑动变阻器R，阻值范围为0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S与导线假设干。
学习小组认为要想准确地描绘出小灯泡L完整的伏安特性曲线，需要重新改装电流表并设计电路。
(1)电流表应该选________，标准电阻应该选________。
(2)在虚线框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
解析：绘制小灯泡的伏安特性曲线，需要测量小灯泡的电压和电流，电压表量程 3 V 可以满足实验要求，电流表量程过小，需要并联小电阻以扩大量程。
根据并联分流规律可知，电流表G1与标准电阻R2并联，可将量程扩大到0.6 A，满足实验需要。
由于电流表和电压表内阻均，采用电流表内接或外接均可。
答案：(1)G1R2(2)如下列图2．(2017·茂名一模)现要用伏安法描绘一只标值为“2.5 V,0.6 W〞小灯泡的IU图线，有如下器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ)B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω)C．滑动变阻器(10 Ω，2 A)D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A)E．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(填“M〞或“N〞)，滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)。
(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图。
(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________端(选填“A〞“B〞或“AB 正中间〞)。
闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，如此电路故障为______________。
解析：(1)由实物图可知，电路采用了滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；故S1应接在M点；因采用分压接法，故滑动变阻器采用小电阻，应选用C。
(2)根据实验原理图画出实物图如下列图：(3)为了保证实验安全，开始时灯泡两端的电压应为最小，故滑动变阻器的滑片应在A 端；由题意可知，电压表示数变化明显，说明电压表与电源相连，且滑动变阻器连接正常，而电流表没有示数说明电路是断开的，由电路图可知，只能是灯泡发生了断路故障。
答案：(1)M C (2)见解析(3)A小灯泡断路3．(2015·广东高考)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等。
图1(1)使用多用电表粗测元件X 的电阻，选择“×1〞欧姆挡测量，示数如图1(a)所示，读数为________Ω，据此应选择图中的________(填“b〞或“c〞)电路进展实验。
(2)连接所选电路，闭合S ，滑动变阻器的滑片P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐________(填“增大〞或“减小〞)；依次记录电流与相应的电压；将元件X 换成元件Y ，重复实验。
图2(3)图2(a)是根据实验数据作出的U I 图线，由图可判断元件________(填“X〞或“Y〞)是非线性元件。
(4)该小组还借助X 和Y 中的线性元件和阻值R ＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E 和内阻r ，电路如图2(b)所示，闭合S 1和S 2，电压表读数为3.00 V ；断开S 2，读数为1.00 V 。
利用图2(a)可算得E ＝________V ，r ＝________Ω(结果均保存两位有效数字，视电压表为理想电压表)。
解析：(1)用多用电表的欧姆挡测电阻时，电阻值＝示数×倍率，故X 的读数为10 Ω×1＝10 Ω，由于R X R A ＜R V R X ，或R X ≪R V ，故用伏安法测元件X 的电阻时，电流表应外接，应当选b 电路进展实验。
(2)滑片P 从左向右滑动过程中，元件X 两端的电压越来越大，电流越来越大，故电流表示数逐渐增大。
(3)由U I 图线可知Y 是非线性元件。
(4)由(3)中的U I 图线，可知线性元件的电阻R X ＝10 Ω，当S 1、S 2都闭合时，回路中的电流I 1＝U 1R X ＝0.3 A ，当S 1闭合，S 2断开时，回路中的电流I 2＝U 2R X＝0.1 A ，根据闭合电路欧姆定律，得E＝I1(R X＋r)，E＝I2(R X＋R＋r)，联立两式并代入数据解得E≈3.2 V，r＝0.50 Ω。
答案：(1)10 b (2)增大(3)Y (4)3.2 0.50突破点(二) 器材选取与数据处理[典例2] 有一个小灯泡上有“4 V 2 W〞的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU 图线。
现有如下器材供选用：A．电压表(0～5 V，内阻约10 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻约20 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻约1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)E．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)F．滑动变阻器(最大阻值500 Ω，额定电流1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线假设干(1)实验中所用电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选________。
(2)在虚线框内画出实验电路图。
(3)利用实验数据绘出小灯泡的IU图线如下列图，分析图线说明小灯泡电阻变化的特点：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)实验误差主要是________表的读数与小灯泡的真实值不同，导致被测电阻R测______R真(选填“>〞“＝〞或“<〞)，该误差属于________(选填“系统〞“偶然〞)误差。
[答案] (1)A D E (2)如下列图(3)随着灯泡两端电压的增大，灯泡的电阻逐渐增大(4)电流< 系统[由题引知·要点谨记]1.考查实验器材的选择(1)电压表的选择根据用电器的额定电压来选择。
[对应第(1)题第1空](2)电流表的选择根据用电器的额定电流来选择。
[对应第(1)题第2空](3)滑动变阻器的选择在分压式接法中，滑动变阻器选阻值小、额定电流大的。
[对应第(1)题第3空]2.考查数据处理和识图能力[对应第(3)题](1)根据数据描出的点，假设不在一条直线上，如此应用平滑的曲线进展连接，不能用直线或折线连接。
(2)应使图线穿过尽可能多的点。
(3)根据图线斜率的物理意义去分析判断。
3.误差分析[对应第(4)题](1)系统误差：电压表分流带来的误差。
(2)偶然误差：电表读数、作图带来的误差。
[集训冲关]3．(2015·浙江高考)图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞实验的实物连接图。
(1)根据图甲画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6 A ，电压表量程为3 V 。
所示读数为：①________、②________、③________、④________。
两组数据得到的电阻分别为________和________。
解析：(1)实验电路图如下列图。
(2)电流表量程为0.6 A ，每一小格代表0.02 A ，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3 V ，每一小格代表0.1 V ，读数时估读到精度的下一位。
读数分别为：①0.10 A、②0.24 A、③2.00 V、④0.27 V。
应用R ＝U I求电阻时，电流为0.10 A 时对应的电压为0.27 V ；电流为0.24 A 时对应的电压为2.00 V ，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω。
答案：(1)见解析(2)①0.10 A ②0.24 A ③2.00 V ④0.27 V2．7(±0.1) Ω 8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω2．7(±0.1) Ω也行]4．某实验小组要描绘一个标有“3.8 V,1 W〞的小灯泡R L 的R U 曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A ．电压表○V (量程5 V ，内阻约为5 kΩ)B ．直流电源E (电动势4.5 V ，内阻不计)C ．电流表○A 2(量程150 mA ，内阻约为2 Ω)D ．电流表○A 2(量程300 mA ，内阻约为1 Ω)E ．滑动变阻器R 1(阻值0～10 Ω)F ．滑动变阻器R 2(阻值0～200 Ω)(1)实验中为较准确测量，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(填写仪器符号)。
(2)要求实验中小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小。
请你为该实验小组设计电路图，画在图甲所示的方框中。
甲(3)据实验数据，计算并描绘出了R U 的图像，如乙图所示。
由图像可知，当所加电压为3.00 V 时，灯泡实际消耗的电功率为______ W(保存三位有效数字)。